바이오세라믹과 고분자 합성해 인공뼈 경도조절 가능

시지바이오, BGS-7·PCL 혼용 통해 경도조절 성공

3D 프린팅 기술을 활용해 환자 맞춤형 세라믹 이식재를 개발하고 있는 시지바이오가 생분해성 고분자 ‘폴리 카프로락톤(PCL)’과 고강도 생체활성 세라믹 소재 ‘BGS-7’을 결합해 뼈의 경도 조절을 할 수 있다는 새로운 연구결과를 발표했다.

그동안 활용해던 세라믹 소재인 ‘BGS-7’은 3D프린팅으로 제작가능하며 뼈와 강하게 결합하고 뼈 재생을 촉진하지만, 경도가 높아 스크류 고정술 적용 시에는 사용하기 어려웠다. 이에 시지바이오 연구진은 BGS-7과 생분해성 고분자인 ‘폴리 카프로락톤’(poly ε-caprolactone, PCL)을 배합한 지지체를 통해 경도 조절에 성공했다.

연구진은 뼈 조직 재생에 가장 뛰어난 효과를 보이는 PCL/BGS-7 배합 비율을 확인하기 위해 BGS-7 비율을 20%, 40%, 60% 등의 조건으로 배합한 PCL/BGS-7 지지체를 3D 프린팅으로 제작하고 그 표면과 물리 화학적 특성, 세포 반응성 등의 분석을 진행했다. 실험에 사용된 PCL/BGS-7 지지체는 BGS-7과 PCL의 혼합 파우더를 3D 프린터 기기에서 열을 가해 녹인 뒤 압력을 통해 4개의 각도로 분사, 층을 겹겹이 쌓은 형태로 제작됐다.



연구진은 “물리화학적 특성을 분석했을 때 BGS-7 비율에 따라 지지체의 강도는 유의하게 증가했다”며, “세포의 부착과 관련해 중요한 요소인 표면의 거칠기 역시 PCL 단일 지지체 대비 BGS-7 비율에 비례해 증가하는 양상을 보였다”고 설명했다. 이어 “실험결과를 종합적으로 분석한 결과 PCL과 BGS-7을 6:4 비율로 혼합한 지지체가 강도와 인장 측면에서 만족스러울 뿐 아니라 세포의 성장과 증식을 통한 뼈의 재생 부분에서도 가장 적합한 것으로 확인됐다”고 분석했다.

해당 논문의 공동 교신저자인 유현승 시지바이오 대표는 “이번 연구결과는 뼈와의 결합력이 좋아 임플란트 등의 소재로 활용도가 높은 BGS-7의 특성을 살리면서 적용의 편의성을 증대시켰다는 점에서 의미가 있다”며, “연구를 통해 마련한 과학적 근거를 제품 개발 및 생산에 적용해 글로벌 시장에서도 높은 경쟁력을 갖춘 제품을 내놓을 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
/우영탁기자 [e-mail]